книги из ГПНТБ / Гилод В.Я. Сжигание мазута в металлургических печах

до 450—650°С GO скоростью от 4 до 9 град/ч. Выносная топка, в торце которой вдоль продольных стен печи рас­

рания мазута с рециркулирующими газами, нагнетае­ мыми двумя центробежными вентиляторами с производи­ тельностью по 35000 мг/ч. Равномерность распределения

канал снабжен регулирующим дросселем. Точность под­

В тех случаях, когда отсутствуют форсунки с необ­ ходимым диапазоном регулирования производительно­ сти, может быть применена система отопления, разра­ ботанная институтом «Теплопроект» [283] и успешно опробованная в производственных условиях. В каждой форкамере располагают по две форсунки, каждая из ко­ торых имеет недостаточно широкий предел изменения тепловой нагрузки (например, форсунки низкого давле­ ния конструкции института «Стальпроект», конструкции А. И. Карабина и т. п., диапазон регулирования которых не превышает 1 :2,5). При переходе на режим выдержки одна из форсунок может периодически отключаться си­ стемой автоматического регулирования, тогда как вто­ рая форсунка постоянно функционирует в пределах свое­ го диапазона устойчивой работы, являясь в то же время воспламенителем для первой в моменты ее включения.

В качестве альтернативы может служить либо уста­ новка на печи большого числа форсунок с очень малой единичной производительностью, часть из которых по мере надобности отключается, либо применение горе­ лочных устройств, позволяющих регулировать нагрузку в достаточно широких пределах — от 1 : 5 до 1 : 10. Име­ ются сведения об успешном применении на термических печах пневматических мазутных форсунок низкого и вы­ сокого давления, производительность которых до 0,6 кг/ч [284].

В Японии запатентована1 и разработана [285] мазут­ ная термическая печь с двухстадийным сжиганием топ-

дуктов сгорания эти топливосжигающие устройства мо­ гут быть использованы в термических печах с рецирку­ ляцией газов в рабочем пространстве, осуществляемой путем использования кинетической энергии высокоско­ ростного потока продуктов сгорания, выходящего в ра­ бочее пространство печи. Ряд конструкций термических камерных печей, работающих на газообразном топливе, разработан, исследован и успешно эксплуатируется [286, 287, 288]. Применение рециркуляционных термических печей позволило резко сократить перепады температур по толщине металла и достичь практически одинаковой температуры по всей поверхности нагреваемых ответст­ венных изделий сложной конфигурации. Наличие соот­ ветствующих мазутных горелочных устройств дает воз­ можность осуществить этот прогрессивный принцип так­ же ,и в термических печах, работающих на жидком топ­ ливе.

Генераторы защитных, атмосфер

Для получения защитных атмосфер из жидкого топ­ лива к термическим печам могут быть применены, в ча­ стности, описанные ранее методы крекинга жидкого топлива при частичном его сжигании (Fuji-Texaoo, Shell, Koppers-Totzek). Может потребоваться лишь не­ которая дополнительная обработка полученного продук­ та применительно к конкретному технологическому про­ цессу.

'В отечественной металлургии имеется некоторый опыт производства защитного газа из керосина [289]. Процесс был двухстадийным: вначале керосин подвергали гази­

препятствовало интенсивное выделение сажистых частиц в камере дожигания. Кроме того, остаточные углеводо-

но достаточно широкий диапазон регулирования — от 3 до 11 кг/ч. При минимальном расходе топлива факел завершается на уровне четверти длины трубы, при мак­ симальном— растягивается на 3 Д ее длины. Удельный расход распылителя — около 0,5 кг на 1 кг мазута, дав­ ление его 39—98 кн/м2 (0,4—1,0 ат). Вторичный воздух (на горение) подсасывается с наружной стороны диффу­ зора благодаря разрежению, создаваемому эжектором. Разрежение в выходном сечении радиационной трубы от 29,5 до 108 н/м2 (3—11 мм вод. ст.). Имеется програм­ мное устройство для пуска 'форсунки; воспламенение то­ плива осуществляется искровым разрядом (напряжение на -запальном трансформаторе 10 кв).

Теплотехническая работа печи с радиационными тру­ бами характеризуется данными, приведенными ниже. Они свидетельствуют о значительных перепадах темпе­ ратур подлине трубы.

Показатели работы печи с радиационными трубами (данные приведены по одной трубе):

секционных радиационных труб диаметрами 76—150 мм, предназначенных для работы при температурах от 200 до ПО0°С при удельном тепловом напряжении поверхно­

мэтические форсункисреднего давления с принудитель­

лива. Газы из камеры горения поступают в центральную

ность трубы определяется в основном температурой при­ менения. Эксплуатация показала, что при температуре

Фирма Chugai Ro (Япония) производит для терми­ ческих печей, работающих на жидком топливе, трехсекционные рекуперативные и U-образные металлические радиационные трубы. Теплопроизводительность труб от 40,7 до 233 квт (35—200 Мкал/ч). Форсунки снабжены вспомогательными (пилотными) газовыми горелками. Радиационные трубы фирмы Chugai Ro устанавливают на печах с рабочей температурой 870—930°С ['295].

Существенное повышение температуры в печах с ра­ диационными трубами связано с поисками новых мате­ риалов. Металлические трубы, обладающие многими технологическими достоинствами, могут быть использо­ ваны в печах с температурой рабочего пространства не выше 1050°С. Из керамических материалов наиболее

мой прочностью. При температуре стенки 900—'І400о С в окислительной среде на поверхности трубы из карбида кремния образуется окисная пленка, защищающая стен­ ку от дальнейшего разрушения. Нагрев до более высо­ ких температур приводит к разрушению защитной плен­ ки, и труба может быстро выйти из строя. Наиболее опасны для карбида кремния водяные пары, являющие­ ся сильным окислителем. С этой точки зрения эксплуата­ ция печей с керамическими радиационными трубами, работающих на жидком топливе, предпочтительнее, чем отапливаемых природным газом, поскольку в продуктах сгорания последнего водяных паров приблизительно в 1,5 раза больше. По-видимому, максимальная темпера­ тура применения радиационных труб из карбида крем­ ния в окислительной среде близка к 1600°С, так как при

кие материалы, производимые на базе карбида кремния,

тому карбиду кремния почти в десять раз. Более низкая прочность приводит к необходимости увеличения толщи­ ны стенок труб из конструктивных соображений.

Таким образом, задача разработки и изготовления высокотемпературных радиационных труб из керамичес­ ких материалов пока только ставится. Однако несмотря на ряд их недостатков, в числе которых ограничения формы и размеров, это направление весьма перспектив­ но. По-видимому, в качестве материала для изготовления радиационных труб наибольшее применение может най­ ти карбид кремния на нитридной связке, наименее под­ верженный окислению.

8. НЕКОТОРЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ

Обжиг извести

К равномерности обжига извести металлургические потребители предъявляют высокие требования. В шахтных обжиговых печах, ра­ ботающих на коксе, неравномерности обжига избежать нельзя. Од­ нако современные системы отопления позволяют достичь необходи­ мого качества продукта в печах, работающих на тяжелом жидком топливе.

В начале 60-х годов на шахтных печах для обжига извести, ра­ ботающих на жидком топливе, стали применять горелочные устрой­

не превышавшем 50% от теоретически необходимого для полного сжигания топлива. .Получаемый полугаз поступал в печь с суточной

сырья в зонах выхода полугаза из каналов. Равномерность распре­ деления газа по сечению шахты достигалась лишь на печах с зоной обжига ограниченной ширины и сложной конфигурации. Удельный

тацию шахтная лечь производительностью 50 т/сутки с новой систе­ мой отопления. Основная особенность системы Catagas заключается в применении футерованной цилиндрической форкамеры, в которой благодаря теплу, излучаемому из шахты печи, происходит предвар 1- тельное испарение топлива непосредственно на стенках камеры при температуре 600°С, исключающей коксообразование в камере. Топли­ во не подвергается распыливанию. Оно подается по трубке, заканчи­ вающейся соплом, .расположенным под углом к оси камеры предва­ рительного испарения. Топливоподающая трубка приводится электро­ двигателем во вращение (с небольшой скоростью). Благодаря вра­ щению трубки и наклону сопла достигается достаточно равномерное распределение пленки топлива по периметру камеры. Давление жид­ кого топлива перед форкамерами 0,65—0,'62 Мн/м? ; (б,6—6,8 ат), рас­ ход топлива на каждую камеру — около 50 кг/ч. Диаметр выходного сопла топливоподающей трубки 0,9—1,2 мм. Сопло не закоксовывается благодаря охлаждению первичным воздухом.

Первичный воздух поступает в форкамеру через отверстия ре­ гулируемого сечения, расположенные в торцовом фланце камеры. Количество первичного воздуха не превышает 20% от теоретически

необходимого для полного горения. Распределенный ввод воздуха, а также наличие в камере направляющего листа препятствуют турбулизации потока воздуха и преждевременному перемешиванию с воздухом паров топлива'. По этим причинам, а также вследствие низкой температуры в камере, горение в форкамере не происходит.

горения .может быть растянут вдоль всей зоны обжига, что благо­ приятно сказывается на качестве продукта.

Печь находится под разрежением, создаваемым дымососом. Ре­ гулирование тяги дымососа дает возможность поддерживать посто­ янное разрежение в камерах испарения; при этом количество первич­ ного воздуха, подсасываемого в камеру, зависит лишь от сечения входных отверстий. Количество вторичного воздуха регулируется в общем случае дроссельной заслонкой на выходе из печи. В том слу­ чае, если к химическому составу отходящих газов предъявляются специфические требования, в нижнем строении печи может быть установлен специальный вентилятор для .принудительной подачи вто­

21 м. В такой печи устанавливают обычно пять форкамер по пери­ метру печи в начале зоны обжига. Выходные отверстия форкамер, во избежание прилипания обжигаемого материала, выложены силли­

снабженной пневматической форсункой высокого давления, проис­ ходит предварительная газификация топлива яри а=Ю,б-=-0,6. Пер­ вичный воздух подогревается в рекуператоре до 250°С. .В отличие от обычных устройств для газификации топлива, в камеру, кроме пер­ вичного воздуха, вводятся также рециркуляционные газы с темпера­ турой около ЗОО^С, отсасываемые из зоны подогрева. Чтобы не пре-